包装工艺理论基础1.ppt

第一篇 包装工艺理论基础,第一章 包装工艺的物理学基础 第二章 包装工艺的化学基础 第三章 包装工艺的生物学基础 第四章 包装工艺的气象环境学基础,特种包装技术第二讲 基础理论复习2学时,物理影响,化学影响,生理生化影响,影响因素,一、挥发,二、溶化,三、熔化,四、渗漏,第一章 包装工艺的物理学基础 产品在流通过程中的物理变化 （改外表，不改本质，无新物质生成）,一、挥发,挥发是指液体产品或经液化的气体产品，在空气中液体表面能迅速汽化变成气体散发到空气中去的现象。,一般来说：温度越高，沸点越低，空气流速越快，与空气接触面积越大，挥发越快。,定义：,挥发对产品的影响：,液态产品的挥发，不仅会使产品数量减少，有的还严重影响产品的质量，特别是有的挥发气体，不仅影响人体健康，甚至还会引起爆炸。,如：乙醇、乙醚、香蕉水等,二、溶化,一般来说，温度越高，吸湿点越低，产品越容易吸湿溶化 问题：吸湿点？,吸湿点,定义：,产品在一定的温度和压力下开始吸湿的相对湿度。温度高，吸湿点下降还是上升？,一般情况下温度高，吸湿点下降！,溶化对产品的影响,有的产品在一定条件下会不断从空气中吸收水分，水分子能够扩散到产品体中，破坏产品分子的原有紧密联系，使产品逐渐潮解，直至溶解成液体；有的产品（如纸张、棉花等）虽然不会溶解但依然有很强的吸湿性，使其使用性能降低。,三、熔化,定义,熔化是指某些产品受热或发生变软以至变成液体的现象。,一般来说温度越高，熔点越低越容易熔化。,熔化对产品的影响,作为产品在流通环境中熔化的结果有的会造成产品流失；有的会使产品与包装黏结在一起；有的产品会产生体积膨胀，胀破包装；有的还可能玷污其他产品等。,对于易熔化产品的包装，一般应研究采用密封性能好、隔热性能好的包装方法，尽量减少因环境温度的升高而影响包装的质量。,四、渗漏,定义,渗漏主要是指液体产品，特别是易挥发的液体产品由于包装容器密封不良，包装质量不符合内装产品的性能要求，搬运装卸时碰撞震动，使包装受损等，而发生产品渗漏现象。,第二章 包装工艺的化学基础 化学成分、结构与性质,产品在流通领域质量变化的主要因素是产品的组成成分以及生产加工过程中所赋予的性能等内在因素。决定于：,一、产品的化学成分,二、产品的结构,三、产品的性质,一、 产品的化学成分,有机 易变化，不易保管 无机 相反,1. 无机成分的产品 不含碳、氧结构，如，盐、碱、玻璃、五金。,2. 有机成分的产品 棉、毛、丝 化纤、塑料、橡胶 蔬菜、水果、粮食,3. 混合物 无机 + 无机 （ 火柴头 硫磺、赤磷、氯酸钾） 有机 + 有机 （ 袋装杂粮） 无机 + 有机 （ 油墨、颜料、油漆） 应根据所装化学成分分别对待！,二、 产品的结构,气态产品 分子间距大，形状随容器而变 液态产品 间距居中，形状随容器而变 固态产品 有一定的外型,1. 产品的外观形态 人为的 玻璃杯、灯具 天然的 水果、蔬菜 根据产品的外型合理排放，提高包装容积利用率。,2. 产品的内部结构（微观结构） 乙醇、甲醚 C 2 H 6 O 分子量46 CH3 - O - CH3 （不能食用） CH3 - CH2 - OH （饮料）,三 、 产品的性质 （由成分和结构决定）,1. 产品的物理性质 a. 产品的导热性 物体传递热能的性质，决定于物体的成分和结构。 导热性好 金属（可露天存放） 导热性不好 植物纤维、玻璃、橡胶（不可露天存放）,b . 产品的耐热性 指产品在其温度变化时不致破坏或显著降低其强度的性质。 决定于物体的成分、结构、不均匀性、导热性、膨胀系数。,问题：导热性大而膨胀系数小的产品耐热性？,好！ 反面示例：冬季墨水瓶可能被冻破！,2. 产品的机械性质 产品的机械性质是指产品的形态、结构在外力（荷重）的作用下的反应，如弹性、韧性、脆性等。 弹性：橡胶、皮革、纺织品（可压） 脆性：玻璃、陶瓷,外力性质不同，反应也不同，承受静载荷的能力大，动载荷容易破坏产品，针对载荷设计包装。,3. 产品的化学性质 产品的化学性质是指产品的形态、结构以及产品在热、光、氧、酸、碱、温度、湿度等作用下，发生本质改变的性质。 如：化学稳定性、腐蚀性、毒性、燃烧爆炸性等。,a. 产品的化学稳定性 产品受外界因素作用，在一定范围内，不易发生分解、氧化、或其他变化的性质。由具体产品的成分、结构决定。 红磷 不活泼、160oC燃烧、强氧化剂、摩擦爆炸； 白磷 活泼、易氧化、能自然、 40oC燃烧,b. 产品的毒性 指产品能破坏有机体生理功能的性质。 蒸汽有毒 甲醛（0.005mg/升空气 ）、苯 本身有毒 砷 易氧化 三氧化二砷 0.1克致死,c. 产品的腐蚀性 指某些产品能对其它物质发生破坏性的化学性质。 硫酸、盐酸等有腐蚀性，挥发与空气中的水分结合成金属制品的电解液，增加锈蚀。 苛性钠腐蚀皮革、纤维制品、皮肤 浓硫酸吸收动植物体内水分，使它们炭化便黑。,d. 产品的燃烧爆炸性 燃烧属于氧化反应，反应剧烈，伴随热与光的发生。 具有燃烧性质的产品：白磷、汽油、苯、油漆； 燃烧必须具备三个条件：可燃物、助燃物、火源。,爆炸是指物质由一种状态迅速转变成另一种状态，并在瞬息间以机械功的形式放出大能量的现象。 物理性爆炸 包装内部压力超过包装承受 强度。 化学性爆炸 碰击性爆炸 混入在空气中易燃物的爆炸 氧化剂混合易燃物的爆炸,a. 碰击性爆炸 产品不稳定，略受碰击，分子突然分解成若干元素或简单的化合物。 乙炔、硝化甘油（起爆药） 包装时避免遭受撞击。,b. 混入空气中的易燃物爆炸 苯、汽油 气体混合在空气中，火花,c. 氧化剂混合易燃物的爆炸 氯酸钾、高锰酸钾、硫磺、红磷与金属锌粉混合，不安定的氧化剂和细粉状的易燃物作用，静置不会爆炸，略受热或摩擦后立即爆炸。 重铬酸钾、硝酸盐、磷类也略受热或摩擦即爆炸。 金属钠受极大震动也易发生危险。,被包装产品的化学变化,化学变化是指不仅改变物质的外表形态，而且在变化时生成了其他的物质。其本质就是产品的质变。 常见的化学变化有化合、分解、水解、氧化、锈蚀、老化等。,一、化合,产品在流通环境中，受外界条件的影响，使两种或两种以上的物质相互作用生成一种新物质的反应。,二、分解,有某些化学性质不稳定的产品，在光、热、酸、碱及潮湿空气的影响下，会发生化学变化，由原来的一种物质生成两种或两种以上的新物质。 如：双氧水分解成水和氧气。,三、水 解,水解是指某些产品在一定条件下，遇水而发生分解的情况。水解的实质是分子与水作用而发生复分解。,硅酸盐、肥皂、纤维素、蛋白质水解，结果一般是链断裂、强度降低。 受酸碱影响，蛋白质碱解酸稳，棉纤维碱稳强酸解。,四、氧化,当产品与空气中的氧或其他物质放出的氧接触，发生与氧结合的化学变化。,产品氧化不仅会影响产品的质量，有的产品在氧化过程中会产生热量，以至发生自燃，有的甚至会发生爆炸事故。 纤维制品时久褪色，桐油布、油纸易氧化。,五、锈蚀,金属制品特别是钢铁制品在潮湿空气或酸、碱、盐类物质的影响作用下发，会发生腐蚀现象。,金属制品的锈蚀不仅会使金属制品的重量减少，更为严重的是会影响制品的质量和使用价值。,六、老化,某些以有机高分子聚合物产品为成分的产品如橡胶、塑料制品及合成纤维织物等，受日光、热和空气中氧等因素的影响，而发生发粘、龟裂、强度降低以至发脆变质的现象。 问题：塑料制品何时强度降低？ 何时发粘？,第三章 包装工艺的微生物学基础,产品的生理生化变化主要包括呼吸、发芽和胚胎发育等,一、呼吸作用,有氧呼吸,缺氧呼吸,葡萄糖,呼吸酶,氧,二氧化碳、 水,热量,有氧呼吸,缺氧呼吸,二、发芽,有些有机体产品如粮食、果蔬等在流通过程中，若水分、氧气、温湿度等条件适宜就可能发芽，其结果会使粮食、果蔬的营养物质在酶的作用下转化为可溶性物质，从而降低产品质量，甚至产生有毒的物质。,三、胚胎发育,这里主要指的是鲜蛋的胚胎发育。鲜蛋在流通过程中如果温度适宜，胚胎往往会发育成血环蛋，大大降低鲜蛋的质量。,第四章 包装工艺的气象环境学基础,流通过程中：空气、日光、细菌、温、湿度等； 产品：霉腐、害虫、锈蚀、老化、熔化、燃烧、爆炸等。 外在因素： 环境温、湿度 空气中的氧和日光照射 流通过程中遭受的外力,一 、 环境温湿度对产品质量的影响,产品水分与温湿度相关 结合水 束缚水 与糖类、蛋白质紧密结合 不结冰、不能提供微生物生长 游离水 自由水 吸附在产品表面或结构中毛细 管内，产品水分变化，一般是游离水的 变化。,产品的平衡水分是动态的，在一定温湿度下，游离水出现之前，饱和状态的结合水，称为产品的临界水分。,二 、 空气中氧和日光照射对产品质量的影响,氧 活泼，易发生化学反应 能提供微生物呼吸 含不饱和成分的油脂易被氧化 含氧 5% 时，呼吸强度下降； 1% 时，缺氧呼吸。,日光照射 细菌 1 2 小时死亡 有机物 老化 如丙烯氰橡胶发生 聚合反应。,三 、 产品在流通中遭受外力,搬运、装卸、船码头、仓库 汽车、火车、轮船、飞机 堆码、底层过重